蓬勃發(fā)展的無(wú)線(xiàn)技術(shù)

　　為了實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地與任何人和任何設(shè)備的互聯(lián)互通，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)獲得了蓬勃發(fā)展。在正交頻分復(fù)用(OFDM)和多入多出(MIMO)等基礎(chǔ)技術(shù)支持下，多種無(wú)線(xiàn)技術(shù)如藍(lán)牙、Wi-Fi(無(wú)線(xiàn)兼容認(rèn)證)、WiMAX、超寬帶和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展。在移動(dòng)電話(huà)上，從3G、3.5G和3.9G，正逐步向4G推進(jìn)。此外，RFID(電子標(biāo)簽)、BigBee網(wǎng)、傳感器網(wǎng)以至物聯(lián)網(wǎng)都已提到日程上。

　　作為蓬勃發(fā)展的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，近幾年是其大變革時(shí)期。隨著幾種重要基礎(chǔ)技術(shù)的推廣和實(shí)際應(yīng)用，將大大提高無(wú)線(xiàn)通信的速度。

　　無(wú)線(xiàn)技術(shù)有各種分類(lèi)。從用戶(hù)角度，可分為無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)個(gè)人電腦接口、移動(dòng)電話(huà)和公共局域網(wǎng)服務(wù)等。超寬帶和WiMAX也是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。下面分別介紹其近期的發(fā)展。

　　超百兆以太網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)

　　通過(guò)使用最新的技術(shù)，高速無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)設(shè)備相繼問(wèn)世。

　　2005年春天，日本在市場(chǎng)上推出了有3根天線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)設(shè)備。采用多入多出技術(shù)和正交頻分復(fù)用技術(shù)后，其最大通信速度可達(dá)108Mbps，在通信速度上超過(guò)了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11a和11g中規(guī)定的最高速度54Mbps。上述接入點(diǎn)新產(chǎn)品采用的是IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)，通信速度超過(guò)100Mbps，即每秒百兆比特。

　　目前由個(gè)人電腦連接起來(lái)的局域網(wǎng)(以太網(wǎng))，通信速度為100Mbps。截止到2005年春天，普通的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)設(shè)備的通信速度只不過(guò)20Mbps至40Mbps。隨著采用IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品問(wèn)世，可以期待，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)設(shè)備已步入能夠取代傳統(tǒng)以太網(wǎng)的階段。預(yù)計(jì)2006年采用802.11n標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品可大量面世。

　　無(wú)線(xiàn)式外圍設(shè)備接口

　　對(duì)于連接個(gè)人電腦和外圍設(shè)備的接口來(lái)說(shuō)，已經(jīng)開(kāi)始大量利用無(wú)線(xiàn)技術(shù)。

　　目前應(yīng)用最廣的是藍(lán)牙技術(shù)。使用較多的有無(wú)線(xiàn)鍵盤(pán)、無(wú)線(xiàn)鼠標(biāo)和家用掃描器等。他們的最高通信速度為1Mbps〜2Mbps。按2004年推出的藍(lán)牙2.0版中EDR標(biāo)準(zhǔn)，最高速度為2.1Mbps。然而由于采用UWB技術(shù)和OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)，2005年下半年推出了通信速度為100Mbps的無(wú)線(xiàn)個(gè)人電腦接口。如果個(gè)人電腦和電視機(jī)內(nèi)部都裝有UWB接收器，就可以無(wú)線(xiàn)方式向個(gè)人電腦傳送高清晰度的電腦節(jié)目了。2005年底至2006年初，采用UWB技術(shù)的藍(lán)牙產(chǎn)品將面市。

　　采用有線(xiàn)接口的USB(通用串行總線(xiàn))2.0版的產(chǎn)品的最高通信速度為480Mbps。如果個(gè)人電腦內(nèi)裝了采用UWB技術(shù)的藍(lán)牙產(chǎn)品，那么該電腦就可以利用無(wú)線(xiàn)方式與所有外圍設(shè)備進(jìn)行連接。對(duì)于個(gè)人電腦所標(biāo)榜的“即插即用(Plug and Play)”而言，則可省去“插(Plug) ”的步驟而可即時(shí)應(yīng)用。

　　每秒1Gbit的移動(dòng)電話(huà)

　　按國(guó)際通信聯(lián)盟的計(jì)劃，2010年移動(dòng)電話(huà)將發(fā)展至第4代，即4G移動(dòng)通信。

　　目前已部署的3G移動(dòng)電話(huà)，最高通信速度為384Kbps。從2004年下半年開(kāi)始試行的3.5G移動(dòng)通信技術(shù)HSDPA(高速下行分組接入)，在2005年內(nèi)能實(shí)現(xiàn)最高14Mbps的通信速度。

　　而對(duì)于4G無(wú)線(xiàn)接入，要求通信速度可達(dá)到100Mbps。這一速度是通過(guò)采用OFDM和MIMO技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。這將與目前光纖網(wǎng)的通信速度相當(dāng)。對(duì)于4G移動(dòng)通信，更重要的一項(xiàng)考核項(xiàng)目是其骨干網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該全部“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議化”，即IP化。屆時(shí)，目前的3G、3.5G和4G等各代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，將共同包容一個(gè)IP化的骨干網(wǎng)。

　　這種骨干網(wǎng)的全I(xiàn)P化，就是著眼于同時(shí)提高無(wú)線(xiàn)接入和有線(xiàn)骨干網(wǎng)的通信速度，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)通信業(yè)務(wù)的高速和有效應(yīng)用。

　　公共局域網(wǎng)服務(wù)

　　以藍(lán)牙和Wi-Fi為代表的公共局域網(wǎng)服務(wù)已在發(fā)達(dá)國(guó)家和亞太地區(qū)廣泛部署。2005年藍(lán)牙手機(jī)和藍(lán)牙個(gè)人電腦外圍設(shè)備等用戶(hù)在全世界已達(dá)2億。2005年裝有Wi-Fi芯片的個(gè)人電腦和各種信息終端已超過(guò)1.2億。

　　2005年上半年美國(guó)進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查顯示，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)在美國(guó)家庭中越來(lái)越普及，并首次超過(guò)了以太網(wǎng)。

　　2005年5月藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體美國(guó)藍(lán)牙興趣小組(Bluetooth Special Interest Group)宣布，下一代高速藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)決定采用UWB技術(shù)。高速藍(lán)牙終端將解決與同樣采用UWB技術(shù)的無(wú)線(xiàn)USB、無(wú)線(xiàn)寬帶訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)“WiMAX”及移動(dòng)電話(huà)等終端之間的電波干擾問(wèn)題，以確保全球通用的UWB頻帶等。

　　2005年11月美國(guó)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備公司Vivato開(kāi)發(fā)出了一種新型Wi-Fi交換機(jī)。該交換機(jī)能把目前Wi-Fi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接近100米的通信距離延長(zhǎng)到約6.5公里，并且允許眾多用戶(hù)同時(shí)使用，其用戶(hù)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前多數(shù)網(wǎng)絡(luò)的處理能力。

　　采用Wi-Fi技術(shù)的無(wú)線(xiàn)熱點(diǎn)(Hot Spot)，可實(shí)現(xiàn)不同制式手機(jī)之間的漫游。Wi-Fi技術(shù)的發(fā)展方向是裝置小型化，低功耗和延長(zhǎng)通信距離及提高通信速度，并加強(qiáng)使用上的安全性。

　　UWB為高速通信帶來(lái)千載難逢的機(jī)遇

　　UWB通信技術(shù)是一種以極低功率在近距離內(nèi)高速傳輸數(shù)據(jù)的新型無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，普遍認(rèn)為它是下一代近距離(1-數(shù)十米)無(wú)線(xiàn)通信與無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)(Personal Area Network)的解決方案之一。近年來(lái)UWB技術(shù)已成為無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域最熱門(mén)的研究課題之一。

　　利用UWB技術(shù)可實(shí)現(xiàn)數(shù)字設(shè)備，包括筆記本電腦、掌上電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)和家庭服務(wù)器間的無(wú)線(xiàn)連接，從而實(shí)現(xiàn)圖像、攝像和CD等信息的瞬時(shí)發(fā)送和接收。

　　在家庭內(nèi)，UWB技術(shù)可進(jìn)行數(shù)字電視、音響、硬盤(pán)機(jī)、DVD和攝錄一體機(jī)等的無(wú)線(xiàn)連接，并組成家庭無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)。利用UWB技術(shù)還可以無(wú)線(xiàn)方式在液晶電視和等離子電視等高清晰度電視與DVD機(jī)之間瞬間傳送電視和電影節(jié)目。

　　在辦公室和家庭可使個(gè)人電腦與各種外圍設(shè)備，如打印機(jī)、掃描儀、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)和移動(dòng)硬盤(pán)等以無(wú)線(xiàn)方式連接。

　　總而言之，UWB將成為數(shù)字家電(或信息家電)的標(biāo)準(zhǔn)接口。

　　采用UWB技術(shù)的還有全球定位系統(tǒng)、穿墻傳感器等。此外，還可作為Bigbee的物理層用于雷達(dá)測(cè)距和電子標(biāo)簽、廣播部門(mén)以及地方政府部門(mén)等。作為補(bǔ)充無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的寬帶個(gè)域網(wǎng)，可在數(shù)米內(nèi)保證100Mbps的通信速度。

　　美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)已分配了UWB頻譜，在3.1〜10.6GHz頻段為免許可證使用的UWB設(shè)備分配的是7500MHz。按照FCC關(guān)于UWB的定義，超寬帶不僅是專(zhuān)門(mén)技術(shù)，而且是一段頻譜資源。歐洲已制定出關(guān)于UWB的輸出標(biāo)準(zhǔn)，以推動(dòng)普及。相對(duì)于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)久拖不決，UWB標(biāo)準(zhǔn)會(huì)較快確定。

　　2005年韓國(guó)三星和日本索尼公司都推出了采用UWB技術(shù)的無(wú)線(xiàn)高清晰度電視。Intel公司將UWB2.0作為個(gè)人電腦的標(biāo)準(zhǔn)接口。

　　在UWB芯片方面，2004年于美國(guó)舊金山召開(kāi)的國(guó)際團(tuán)體電話(huà)會(huì)議(ISSCC)上，首次推出了用于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(LAN)的超寬帶集成電路，其內(nèi)裝低噪聲放大器。它由美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校教授、模擬電路設(shè)計(jì)師Asad Abidi設(shè)計(jì)，Skyworks公司制造。意大利Padova大學(xué)推出的0.18μm工藝的UWB芯片，適用于3GHz〜10GHz頻帶。

　　在2005年的ISSCC會(huì)議上，Skyworks公司又推出了多種OFDM式UWB接收機(jī)芯片。日本索尼公司推出了DSS(直接序列擴(kuò)頻)的UWB收發(fā)機(jī)芯片。

　　有關(guān)專(zhuān)家稱(chēng)，UWB為高速通信帶來(lái)了千載難逢的機(jī)遇。其存在問(wèn)題為頻帶分配和電磁干擾等。

　　在發(fā)展方向上，UWB與MIMO技術(shù)相結(jié)合能進(jìn)一步提高通信速度，這是終端用戶(hù)最關(guān)注的。另外，可通過(guò)改進(jìn)媒體接入控制MAC層協(xié)議來(lái)提高通信速度。其中“選擇-重復(fù)型”的數(shù)據(jù)傳送技術(shù)最受青睞。

　　引人注目的WiMAX

　　2005年世界WiMAX聯(lián)盟的成員從60余家激增到300多家，這從一個(gè)側(cè)面反映了各界對(duì)WiMAX的期待。

　　對(duì)于應(yīng)用于城域網(wǎng)(WAN)寬帶接入的WiMAX，由于可提供更高的數(shù)據(jù)傳輸率以及更大的網(wǎng)絡(luò)跨距，2005年有15家企業(yè)參加了固定網(wǎng)的WiMAX標(biāo)準(zhǔn)802.16產(chǎn)品的測(cè)試，其已經(jīng)開(kāi)始商業(yè)化。中國(guó)的華為和中興也參與了測(cè)試。

　　WiMAX使用OFDM而非CDMA無(wú)線(xiàn)調(diào)制技術(shù)，從接收器性能的角度看，它的信道帶寬比3G高出了大約5MHz。而通過(guò)結(jié)合MIMO，其峰值速率的吞吐量將達(dá)到CDMA技術(shù)的5〜10倍。

　　2005年11月正式發(fā)布了移動(dòng)WiMAX即802.16e標(biāo)準(zhǔn)。12月9日美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)批準(zhǔn)了支持移動(dòng)通信的新WiMAX標(biāo)準(zhǔn)。2005年韓國(guó)三星電子公司開(kāi)發(fā)了支持移動(dòng)WiMAX的韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)“WiBro”的手機(jī)，并于2005年11月18〜19日在“2005APECIT”展上首次推出。2005年11月，韓國(guó)SK電信公司在釜山完成了傳輸測(cè)試和試運(yùn)行，使用了7個(gè)基站。在世界上首先完成測(cè)試的韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商，即將開(kāi)始商業(yè)化部署移動(dòng)WiMAX。2007年韓國(guó)將會(huì)大規(guī)模推出商用移動(dòng)WiMAX。日本KDDI公司于2005年12月起在大阪采用100多部移動(dòng)電話(huà)以每小時(shí)80公里速度進(jìn)行移動(dòng)WiMAX通信測(cè)試。

　　WiMAX論壇和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)正式簽署了一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)互操作協(xié)議，確保無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)技術(shù)能夠擁有單一的全球標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲，一些國(guó)家安裝了WiMAX網(wǎng)絡(luò)。法國(guó)的Altitude是一家新運(yùn)營(yíng)商，在法國(guó)具有3.5GHz頻率使用牌照，為中小企業(yè)用戶(hù)提供寬帶數(shù)據(jù)和VoIP業(yè)務(wù)。目前已在Vende和Ornede等城市部署了數(shù)十個(gè)WiMAX基站。另一個(gè)是西班牙的Iberbanda，這是西班牙第二大寬帶接入服務(wù)運(yùn)營(yíng)商，2004年開(kāi)始采用了準(zhǔn)WIMAX系統(tǒng)。在瑞典，Mobile City公司為學(xué)校和商務(wù)客戶(hù)提供寬帶無(wú)線(xiàn)解決方案，與英特爾公司聯(lián)合建造了WiMAX系統(tǒng)。

　　此外，目前“最后一公里”一直是制約互聯(lián)網(wǎng)提供商的難題，基于802.16d/e標(biāo)準(zhǔn)的WiMAX可以作為DSL、Cabel的無(wú)線(xiàn)補(bǔ)充方式，可解決寬帶接入成本高的問(wèn)題。例如在偏遠(yuǎn)地區(qū)缺乏基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，有線(xiàn)方式提供寬帶接入的成本相當(dāng)高；在大中城市通信光/線(xiàn)纜跨路問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，許多城市禁止空中掛纜和破路敷設(shè)，在這種情況下WiMAX的優(yōu)勢(shì)尤為突出。

　　WiMAX對(duì)企業(yè)提供了一種高性?xún)r(jià)比的寬帶接入選擇。由于很多公司所在的地點(diǎn)都不適合鋪設(shè)電纜，因此，本地的電信公司是它們獲得寬帶接入的唯一途徑。WiMAX允許企業(yè)建立自己的專(zhuān)用網(wǎng)，從而使企業(yè)多了一種寬帶接入的方式，它特別適用于在偏遠(yuǎn)地區(qū)從事經(jīng)營(yíng)的行業(yè)，如煤氣、采礦、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、建筑行業(yè)等。對(duì)ADSL或有線(xiàn)調(diào)制解調(diào)器服務(wù)不能及的家庭用戶(hù)來(lái)說(shuō)，WiMAX為他們提供了一種新的寬帶接入方式。

　　筆記本電腦、PDA等便攜式設(shè)備對(duì)高速網(wǎng)絡(luò)有著直接的需求，這是WiMAX的優(yōu)勢(shì)所在。WiMAX的主要推動(dòng)者英特爾將于2006年把WiMAX直接嵌入筆記本電腦，從而為外出用戶(hù)提供更多上網(wǎng)選擇。三星已推出了WiMAX的數(shù)據(jù)卡。

　　技術(shù)發(fā)展方向是加強(qiáng)WiMAX系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中的互操作性，并且加速與CDMA、Wi-Fi、MIMO等技術(shù)融合，不過(guò)技術(shù)的分割成為市場(chǎng)發(fā)展的阻力。

　　為了與WiMAX競(jìng)爭(zhēng)，2004年底，從事3G移動(dòng)通信的3GPP決定發(fā)展長(zhǎng)期演進(jìn)計(jì)劃LTE，其指標(biāo)、性能都與WiMAX十分相近。3GPP發(fā)展超3G，意味著WiMAX可能失去使用3G頻段。有關(guān)專(zhuān)家建議，面對(duì)LTE的競(jìng)爭(zhēng)，WiMAX要想在寬帶無(wú)線(xiàn)接入市場(chǎng)中占有一席之地必須擁有好的頻率，使用電視廣播頻段是比較現(xiàn)實(shí)的選擇。使用低于WiMAX的地面電視廣播頻段，可以實(shí)現(xiàn)大面積覆蓋，從而提高WiMAX的競(jìng)爭(zhēng)能力。